氮掺杂中空环形碳的制备及其可逆锌-空电池性能

将Co基金属有机框架材料(二甲基咪唑钴,ZIF-67)与多巴胺经原位吸附、聚合、碳化、活化,制备高吡啶氮、石墨氮掺杂的中空环形碳(N-doped hollow cycle-like carbon,NHCC),并考察了其氧催化性能。结果表明,最优条件制备的NHCC-0.4氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)半波电位0.782 V;氧析出反应(oxygen evolution reaction,OER)达到10mA/cm²的电流密度,过电位为277 mV,低于同载量标准催化剂RuO₂(341 mV);同时,其电位差值(0.725 V)低于标准催化剂电对Pt/C||RuO₂(0.755 V),表明具备优异的可逆充放电性能。以NHCC-0.4||NHCC-0.4为空气电极的锌-空电池开路电位1.445 V、功率密度138 mW/cm²,可逆充放电循环老化电位差稳定于1.01 V,显著优于标准催化剂Pt/C||RuO₂空气电极(1.348 V,108 ...